/***
1、数据结构
    使用map做cache  Map<Integer,DLinkedNode> cache;
    双向链表
    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        public DLinkedNode() {}
        public DLinkedNode(int _key, int _value) {key = _key; value = _value;}
    } 

    //只有1个双向链表。与挂载在解决hash冲突的链表不是一回事。
    // 使用伪头部和伪尾部节点
    head = new DLinkedNode();
    tail = new DLinkedNode();
    head.next = tail;
    tail.prev = head;

    this.size = 0;
    this.capacity = capacity;
    
2、算法
    1、get 在map存在，则将node移动到head
        要先删除，再添加
    2、put 如果存在，与get类似：moveToHead，不同点是 更新查询来的node.value
           如果不存在： 
                放进cache，addToHead，size+1
                判断size是否大于capacity ，删除双向链表的尾部节点，cache remove，size--
        
 
3、基本操作
    删除节点
    private void removeNode(DLinkedNode node) {
        //(修改上游的next，下游的pre)
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }
    在head增加节点
    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        //先挂接node
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        //调整head
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }

    private DLinkedNode removeTail() {
        //删除伪tail节点的pre
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }

 */




public class LRUCache {
    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        public DLinkedNode() {}
        public DLinkedNode(int _key, int _value) {key = _key; value = _value;}
    }

    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<>();
    private int size;
    private int capacity;
    private DLinkedNode head, tail;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        // 使用伪头部和伪尾部节点
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再移到头部
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            // 如果 key 不存在，创建一个新的节点
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);
            // 添加进哈希表
            cache.put(key, newNode);
            // 添加至双向链表的头部
            addToHead(newNode);
            ++size;
            if (size > capacity) {
                // 如果超出容量，删除双向链表的尾部节点
                DLinkedNode tail = removeTail();
                // 删除哈希表中对应的项
                cache.remove(tail.key);
                --size;
            }
        }else {
            // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再修改 value，并移到头部
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node) {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }

    private DLinkedNode removeTail() {
        //删除伪tail节点的pre
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }


    private void removeNode(DLinkedNode node) {
        //(修改上游的next，下游的pre)
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }

    //在head增加
    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }
}